(57)【要約】      （修正有）【課題】安全であり、水素除去率が95%以上である半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターを提供する。【解決手段】点火プラグと高圧交流電源供給器とを、水素点火燃焼装置とし、また、逆流を防止するための円錐金属体と冷却装置とを組立てることにより構成され、高圧放電原理により、高温パルスプラズマが生成され、また、パルスプラズマ領域を通した水素を、直ちに、外部から導入する空気と混合して、完全に燃焼させることにより、結果として、表示装置の水素除去率が95%以上に上る半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターである。【選択図】図1
0003117804.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
給気口と、
一端が当該給気口の一端に接続される水素燃焼室と、
一端が当該水素燃焼室のもう一端に接続される冷却装置と、
当該冷却装置のもう一端に接続される出気口と、
が含有される、
ことを特徴とする半導体工程廃水素高圧放電処理リアクター。
【請求項２】
当該水素燃焼室は、
それぞれに、当該水素燃焼室の両側に設置される二つの送気口と、
それぞれに、当該水素燃焼室の上下端面に設置される進水口と出水口と、
当該水素燃焼室の先端に設置され、当該給気口の近くに位置する水素点火燃焼装置と、
が含有される、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体工程廃水素高圧放電処理リアクター。
【請求項３】
当該冷却装置は、
それぞれに当該冷却装置の上下端面に設置される進水口と出水口とが含有される冷却水出入口と、
一端が当該水素燃焼室のもう一端に接続される冷却消火装置と、
が含有される、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体工程廃水素高圧放電処理リアクター。
【請求項４】
当該水素除去率が95%以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体工程廃水素高圧放電処理リアクター。
【請求項５】
当該処理廃気の主な成分は、水素と窒素であり、外部から導入された気体は、空気である、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体工程廃水素高圧放電処理リアクター。
【請求項６】
当該給気口は、四つの穴を有するフランジと円錐金属体の一端と接続するところに位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体工程廃水素高圧放電処理リアクター。
【請求項７】
当該水素点火燃焼装置は、点火プラグと高圧交流電源供給器とから構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体工程廃水素高圧放電処理リアクター。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターに関し、特に、点火プラグと高圧交流電源供給器とを、水素点火燃焼装置とし、また、逆流を防止するための円錐金属体と冷却装置とから構成され、半導体産業のコーティングやエッチング及び清潔等の工程において、排出される廃水素を処理するリアクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
大気構成である気体において、水素の成分が、約５００ｐｐｂである極めて少ないものであるが、水素は、燃えやすい危険な爆発性気体であって、最低な着火温度が５３０℃（空気と混合する）と４５０℃（酸素と混合する）で、爆発しきい容積の下限が、それぞれ、４．１５％（空気と混合する）と４．５％（酸素と混合する）であり、また、特殊な情況において、ある物質（例えば、ハロゲン(臭素、塩素、フッ素)やリチウム、細かく分割された白金とある金属及び三フッ化窒素と二フッ化酸素）を点火すると、爆発性反応が発生する。
【０００３】
今において、許される、半導体工程で排出した廃気に含有される水素含量の濃度が、３３．３％までであるが、ある先進なナノ工程において排出された廃気に回遊される水素含量割合が、更に高くなり、安全のために、大部分の半導体工程において、機器から排出された廃気を、まず、大量な窒素で希釈するが、このような廃気に、工程による他の不純物の気体や微細粒（例えば、シリコン(Si)や燐(P)である）が含有されるため、完全に、分離やリサイクル等の資源再利用工程を利用することができなくなり、そのため、一般、電熱高温装置（例えば、電熱タングステンフィラメントや高温セラミック体或いは火炎ノズルである）により空気を導入して、当該廃気に存在する水素を燃え尽きるが、除去効率が完全ではない。しかしながら、今において、大部分の半導体工場は、簡単なフィルタ工程で不純物粒を除去した後、大量な空気を混入して爆発しきい容積の安全範囲に希釈してから、直接に大気に排出するが、燃焼除去ステップを介せず、また、上記の工程において、依然として、潜在の危険が存在するため（例えば、水素爆発が発生する）、半導体工場にとって、膨大な損失になる恐れがある。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の主な目的は、安全的であり、且つ、水素除去率が95%以上である半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案は、上記の目的を達成するため、点火プラグと高圧交流電源供給器とを、水素点火燃焼装置とし、また、逆流を防止するための円錐金属体と熱気の温度を低下する冷却装置とを組立てることにより形成される半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターである。本考案の原理は、水素と酸素とを混合して燃焼させる反応式により、酸素を過剰に供給する条件下で完全に燃焼させて、水素除去率が９５％以上であることを達成する。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１〜４を参照しながら、本考案の半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターは、高圧放電原理により、高温パルスプラズマが生成され、また、パルスプラズマ領域を通した水素を、直ちに、空気と混合して完全に燃焼させ、主として、化学反応式が（化１）である。
【化１】
0003117804.tif 000003
【０００７】
燃焼後の生成物は、水であるため、環境に対して悪い影響を与えない。当該化学反応式において、必要とする酸素は、外部から導入される空気によって、供給される。本考案の半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターは、長さが１１inch、内径が１．５inch、外径が（１＋１１／１６）inchであるステンレス鋼管と、外径が４．５inchである四つの穴のフランジとを連結して、円錐金属体が形成され、当該フランジと当該円錐金属体とが連結する部位に給気口１が形成され、当該円錐金属体は、内径が、当該給気口１で、１．５inchから５／１６inchに縮小し、その目的は、水素が爆発する時、気体が回流することを防止するためである。当該円錐金属体の後端に、長さが１２ｃｍである水素燃焼室２が接続され、また、当該水素燃焼室２の左右両側に位置する送気口２１ａ、２１ｂから、空気を導入して混合し、また、当該水素燃焼室２の先端が、水素点火燃焼装置２３の入力ポートであり、混合気体が、当該水素点火燃焼装置２３により、点火燃焼され、当該水素点火燃焼装置２３は、一般の車両エンジン用の点火プラグ（例えば、日本ＮＧＫのＢＫＲ５Ｅの点火プラグである）を使用でき、また、高圧点火電源供給器は、一般の交流高圧変圧器である。当該混合気体が当該水素燃焼室２で燃焼する時、当該水素燃焼室２の上下端面の進水口２２ａと出水口２２ｂにより、熱気の温度が低下される。当該水素燃焼室２の後端に、冷却装置３が設けられ、当該冷却装置３は、冷却水出入口３１と冷却消火装置とが含有され、当該冷却水出入口３１の進水口と出水口は、それぞれ、当該冷却装置３の上下端面に設置され、当該冷却消火装置は、三組の重ね合う、水冷で放熱枚葉を有するステンレス鋼管であり、当該冷却装置３に接続される出気口４において、燃焼火炎が無いために、当該出気口４の規格は、当該給気口１と同じである。排気温度や気流騒音を低減するため、熱交換パイプと消音器装置を、当該出気口４の後に接続し、当該熱交換パイプと消音器装置とにより、水素燃焼後に生成した熱気の温度を、更に６０℃以下に低下し、また、燃焼後、気体が瞬間高温膨脹による快速気流による超高デシベルの騒音を低減できる。本考案の水素除去効率の測定は、当該冷却装置の一側に、サンプリング口を設置して、簡易な水素検知管により、サンプリング検証を行い、当該水素除去効率の測定範囲が０．０５％から４％までである。
【０００８】
本考案の半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターの処理廃気流量は、水素流量と窒素流量との割合が１：２であり（例えば、処理廃気の流量が３００sL/min、水素流量が１００sL/min、窒素流量が２００sL/minである）、図５と表１は、当該サンプリング口により、簡単な水素検知管でサンプリング検証する時の測定結果であり、実験値は、水素が１００L/min、窒素が２００L/min、空気が３００−５００L/minである。半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターシステムが、安定に稼働する状況下で、５００L/minから３００L/minへ、緩慢に空気の流量を低下する。空気流量が３１０L/minである時、水素検知管が変化開始し、この時、水素除去率が９９．５８％に達し、空気流量が３００L/minまで下がると、水素除去率が、依然として、９７．９５％である。当該空気流量が３２５L/min以上である時、即ち、酸素を過剰に供給する条件下で、測定した残留水素濃度結果が水素検知管の検知下限である０．０５％%より低いため識別できず、そのため、当該水素除去率を９９．９９％以上として表１のように一括に表示する。本考案の水素除去率と空気流量の関係表
【表１】
0003117804.tif 000004
【０００９】
以上の説明は、ただ、本考案のより良い実施例であり、本考案の実用新案登録請求の範囲は、其れによって制限されず、また、本考案の実用新案登録請求の範囲と明細書の内容に従って、等価の変更や修正は、全てが本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案に係わる半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターの立体模型図
【図２】本考案に係わる半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターのシステム装置の概念図
【図３】本考案に係わる半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターの断面設計図
【図４】本考案に係わる半導体工程廃水素高圧放電処理リアクターの断面図
【図５】本考案の水素除去率と空気流量の関係図
【符号の説明】
【００１１】
１     給気口
２     水素燃焼室
２１ａ、２１ｂ       送気口
２２ａ        進水口
２２ｂ        出水口
２３   水素点火燃焼装置
３     冷却装置
３１   冷却水出入口
【図１】
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【図２】
0003117804.tif 000006
【図３】
0003117804.tif 000007
【図４】
0003117804.tif 000008
【図５】
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